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MZ7035FA-035/045開發平臺硬體手冊

1產品概述

    自2017年MZ7035系列開發平臺釋出以來,MZ7035系列開發平臺和核心模組經過多次迭代升級,在工業自動化、水利電力控制裝置、醫療影象裝置等領域廣泛應用,產品效能接受了廣大客戶的檢驗,穩定可靠。2021年因晶片普遍緊缺漲價,MZ7035核心模組再次升級以確保供貨穩定和降低使用者的使用成本。

2硬體引數概述

MZ7035FA-035硬體引數

SOC型號

XC7Z035FFG676-2I/ XC7Z045FFG676-2I

ARM主要引數

Cortex-A9 雙核主頻 800M

FPGA主要引數

型號

XC7Z035FFG676-2I

XC7Z045FFG676-2I

架構

Kintex7

Kintex7

速度等級

-2

-2

邏輯單元(Logic Cells)

275K

350K

查詢表(LUTs)

171900

218600

Block RAM(#36kb Blocks)

17.6Mb

19.2Mb

DSP(DSP slices)

900

900

觸發器(Flip-flops)

343800

437200

XADC

1(GPIO複用)

1(GPIO複用)

GTX

8

8

核心電源

1.0V電源最大輸出30A

PS DDR

DDR3L 1GB 1066MHZ*32bits

PL DDR

DDR3L 1GB 1600MHZ*32bits

EMMC

8GB/4GB

SD

1TF卡介面

FLASH

256Mbit QSPI-Flash

PS晶振

33.3333MHZ(核心模組上)

PL晶振

100MHZ(核心模組上)

GTX晶振

MGT111 BANK 時鐘引出到核心板預留位置

MGT112BANK 156.25MHZ(底板上)

SFP+

2 SFP+介面,單路最大支援 10.3125Gbps 使用MGT112 BANK

PCIE介面

PCIE2.0 X4使用MGT111BANK

SATA

2

千兆乙太網

PS 1 路千兆網 RJ45介面

HDMI

1 HDMI 輸出,支援 DVI1.0/HDMI1.0

協議,最大輸出1080@60fps

USB HOST

4 USB HOST,可接 USB 外設

USB 串列埠

底板 1 USB 轉串列埠,MicroUSB介面

EEPROM

124LC02

RTC

1DS1337

按鍵

底板 4

LED

底板 4

JTAG介面

1路使用下載器進行除錯和下載

FEP擴充套件IO

FEP高速擴充套件介面,HR BANK96GPIO/48對差分,修改核心模組ADJ電阻調整電壓

電源輸入

核心模組

5V@3A

功能底板

12V@2A

連線型號

核心模組

廣瀨 FX8-120P-SV92 2 FX8-100P-SV92 1

 

底板

廣瀨 FX8-120S-SV92 2 FX8-100S-SV92 1

 

FEP-底板

泰科5177983

 

FEP-子卡

泰科5177984

外形尺寸

核心模組

70mm*60mm

功能底板

200mm*110mm

聯結器合高

8mm

3核心模組

4功能底板

5硬體詳細描述

1:ZYNQ SOC

核心模組搭載了一顆 XILINX 可程式設計 SOC 晶片 XC7Z035/045-FFG676-2I。該晶片集成了ARM Cortex-A9 雙核CPU以及可程式設計邏輯單元,同時具備了硬體程式設計和軟體程式設計功能。

SOC型號

XC7Z045FFG676-2I

ARM主要引數

Cortex-A9 雙核主頻 800M

FPGA主要引數

型號

XC7Z035FFG676-2I

XC7Z045FFG676-2I

架構

Kintex7

Kintex7

速度等級

-2

-2

邏輯單元(Logic Cells)

275K

350K

查詢表(LUTs)

171900

218600

Block RAM(#36kb Blocks)

17.6Mb

19.2Mb

DSP(DSP slices)

900

900

觸發器(Flip-flops)

343800

437200

XADC

1(GPIO複用)

1(GPIO複用)

GTX

8對最高速率10.315Gbps,支援 PCIE Gen2

 

2:DDR記憶體

核心模組搭載了4片鎂光(Micron)DDR3L記憶體。2片與ZYNQ的PS記憶體介面相連;另外2片與 FPGA 的 PL 連線,使用者可通過MIG訪問 PL 部分的記憶體。

單片DDR記憶體大小是 512MB ,資料介面是16bit。PS 端2片記憶體組成32bit資料介面,記憶體大小1GB,記憶體資料主頻 高達 1066MHZ,資料頻寬可達 1066MHz*32bit。PL 端 2 片記憶體組成 32bit 資料介面,記憶體大小1GB,記憶體資料主頻高達1600MHZ,資料頻寬可達 1600MHz*32bit。

注意:由於 Vivado 軟體中 DDR 的型號不全,為相容核心模組使用的 DDR,使用軟體時,選擇MT41K256M16 RE-125,核心模組根據市場供貨,以及商業及工業級會選用以下幾種型號進行量產:

    MT41K256M16TW-107:P(商業級DDR 用於商業級核心模組)

    MT41K256M16TW-107 IT:P(工業級DDR 用於工業級核心模組)

MT41K256M16TW-107AAT:P (車規級DDR 用於工業級核心模組)

2-1:PS DDR原理圖

PS DDR無需進行PIN腳約束,使用的時候只需要對ZYNQ IP的DDR配置部分正確設定相關引數。

 

2-2:PL DDR原理圖

PL部分DDR需要使用到MIG配置,PIN腳約束需要在MIG中定義。通過閱讀原理圖,可以快速正確定位FPGA的PIN腳號,比如PL-DDR3-D12對應於FPGA的G4腳,PL-DDR3-D15對應於FPGA的F4腳。

3:QSPI

4bit SPI FLASH,可用於儲存資料和程式碼。

主要技術引數:256Mbit:

-x1, x2, and x4 支援

-最高時鐘104 MHz, MIZ7035 rates @ 100 MHz 4bit 模式下可以達到 400Mbs

-工作於 3.3V

-為了正確使用 QSPI FLASH 工作於 4bit 模式, MIO[1:0,8]需要被正確設定。 MIO[8]需要通過 一個 20K 的上電阻上拉到 3.3V,讓 4bit FLASH 可以工作於反饋模式。 Zynq 只支援 24bit 的定址 空間,256Mb 是通過內部 bank 的切換實現全部訪問。

注意:核心板模組的QSPI FLASH型號根據市場貨源而定,目前米聯客使用以下3種型號,客戶購買板卡的時候如果需要知道型號可以問下客服,一般程式設計可以不需要知道型號。

MT25QL256ABA1EW9-0SIT

S25FL256SAGNFI000

S25FL256SAGNFI001

PS部分的FLASH IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位QSPI FLASH 的MIO的位置。

4:EMMC

核心板焊接了4GB/8GB大容量的 EMMC,EMMC 連線到了 ZYNQ 的 PS 端介面,介面採用 SD 模式。EMMC 具備體積小,容量大,使用方便,速度快等優點,資料時鐘可以達到 50MHZ。由於直接焊接在核心板上,因此可以使用在震動或者環境相對惡劣的場合。

注意:EMMC根據應用場合供貨情況會選擇不同的相容型號目前已經量產過的EMMC型號如下:

KLM8G1GEME-B041(商業級EMMC用於商業級核心模組)

MTFC8GAKAJCN-4M(工業級EMMC用於工業級級核心模組)

KLMBG4GEUF-B04P(車規級EMMC用於工業級級核心模組)

KLMBG4GEUF-B04Q(車規級EMMC用於工業級級核心模組)

PS部分的SDIO IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位EMMC所在的SDIO1的MIO的位置。

5:SD介面

開發板 TF-CARD與主晶片PS部分連線,支援SDIO 模式。TF-CARD 可以用來儲存資料和程式, 如 LIUNX 作業系統。PS 部分相關的引腳是 MIO[40-47],其中包含了TF卡檢測訊號。 TF 卡由於沒 有防寫功能,因此防寫不起作用。由於TF卡工作在3.3V ,而MZ7035FA工作於1.8V,因此使用了TXS02612作為電平橋接晶片。

PS部分的SDIO IO在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位TF卡所在的SDIO0的MIO的位置。

6:PS系統時鐘

    對於PS的系統輸入時鐘只需要在ZYNQ IP核中正確設定時鐘頻率,不需要進行PIN腳約束。

7:PL時鐘

    PL一路時鐘接到BANK34的C8腳,由於BANK34是DDR3L BANK 所以定義FPGA IO的時候可以使用SSTL135電平約束。

8:GTX時鐘

核心板上的GTX時鐘

功能底板上的GTX時鐘

MGT時鐘的PIN腳定義可以通過閱讀原理圖直觀獲知。

9:上電覆位

開發平臺上電覆位訊號是 PS_POR_B,此復位訊號接到上電覆位晶片TPS3106K33DNVR。

開發平臺外部復位訊號是 PS_RST,此復位訊號接到功能底板的按鍵輸入。

10:模式開關

模式開關在核心板上,通過設定模式開光,可以實現JTAG模式、SD卡模式、QSPI模式的切換(只有新版本核心板支援,老版本的核心板只支援SD模式和QSPI模式)

模式

SW-PIN1

SW-PIN2

JTAG

ON

ON

SD

OFF

OFF

QSPI

ON

OFF

 

 

 

11:PS乙太網

乙太網晶片整合在核心模組上,可以簡化使用者板卡的佈線難度,降低使用者板卡的硬體成本。

PS部分乙太網RGMII介面在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位以RGMII介面所在的ETH0的MIO的位置。

乙太網的RJ-45介面在功能底板上

12:PL乙太網

PL集成了2路PL乙太網,在BANK35,該BANK是HP BANK,IO電平是1.8V

 

為節省成本,2個PHY晶片共用一個時鐘晶片

13:USB2.0介面

OTG晶片採用USB3320_QFN32,已經整合在核心模組上。

PS部分USB2.0 OTG介面在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位USB2.0 OTG介面所在USB0的MIO的位置。

在功能底板上通過HUB晶片擴充套件4路USB2.0 HOST介面

每一路USB介面都具備過流保護功能

14:USB串列埠

ZYNQ ARM UART1通過CP2104 USB轉串列埠晶片實現和電腦通訊,用於資訊除錯。

PS部分UART串列埠在ZYNQ IP中配置,通過閱讀原理圖,可以快速正確定位以UART USB串列埠介面所在的UART1的MIO的位置。

讀者需要注意,這的UART_TXD 實際上是資料從UART晶片傳送到ZYNQ晶片,UART_RXD資料是從ZYNQ晶片傳送到UART晶片。

 

在底板上的介面

15:HDMI介面

功能底板的HDMI輸出介面直接由FPGA驅動,支援最大1080@60fps輸出。

    功能底板的原理圖中,為了快速直觀定位到FPGA的PIN腳,在定義的功能網路部分有具體的FPGA PIN腳號。如下圖所示,HDMI1_FPGA_D0_P 對應於FPGA的J13,HDMI1_FPGA_D0_N對應於FPGA的K13。

16:SFP+光口

XC7Z035/045FFG676-2I共用2組共8對GTX介面。在MZ7035FA-035/045中,其中MGT112用於SFP+光通訊介面,最大支援速率10.3125Gbps.

在功能底板上,MGT112引出到SFP+介面

17:SATA介面

剩餘的2對GTX用於連線到SATA介面,注意我們米聯客不提供SATA IP和測試demo

18:PCIE介面

PCIE金手指

XC7Z035/045FFG676-2I共用2組共8對GTX介面。在MZ7035FA-035/045中,其中MGT111用於PCIE2.0 X4

19:EEPROM

20:RTC時鐘DS1337

21:按鍵

在功能底板上有4個按鍵,其中SW1 和SW2分別接到了FPGA的V13 和V19腳,SW3接到了PS 的MIO50

22:LED

在功能底板上有5個LED,其中LD1~ LD4分別接到了FPGA BANK34的J10、B9、J11和D91腳,LD5腳接到了PS的MIO51

23:JTAG介面

核心板上JTAG介面

功能底板上JTAG介面

24:FEP高速擴充套件介面

FEP高速擴充套件介面可以用於單端IO的通訊,單端IO最高250M,也可以用於LVDS的通訊,也可以滿足GTX 5G以下的通訊。對於MZ7035FA-035/045,FEP的擴充套件介面也是核心板上的ADJ BANK,通過修改ADJ BANK電壓可以滿足多種應用場合。

原理圖紅色部分為全域性時鐘IO,綠色部分是區域性時鐘IO

25:電源管理

25-1:核心板電源管理

25-2:功能底板電源

26:散熱片

定製散熱片,強勁散熱。

6 ZYNQ-XC7Z035/045-FFG676 BANK 分佈

7技術支援

技術支援形式包括米聯客社群、QQ群、微信、電話、公眾號等,但是不限於以上方式。

 

米聯客官方社群:www.uisrc.com

 

米聯客社群FPGA/SOC QQ群:

群1:516869816         群2:543731097

群3:86730608         群4:34215299

 

技術微信:18951232035

技術電話:18951232035

 

官方微信公眾號:

8售後

1、7天無理由退貨(人為原因除外)

2、質保期限:本司產品自快遞簽收之日起,提供一年質保服務(主晶片,比如FPGA 或者CPU等除外)。

3、維修換貨,需提供淘寶訂單編號或合同編號,聯絡銷售/技術支援安排退回事宜。

售後維修請登入工單系統:https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service

4、以下情形不屬於質保範疇。

A:由於使用者使用不當造成板子的損壞:比如電壓過高造成的開發板短路,自行焊接造成的焊盤脫落、銅線起皮 等

B:使用者日常維護不當造成板子的損壞:比如放置不當導致線路板腐蝕、基板出現裂紋等

5、質保範疇外(上方第4條)及質保期限以外的產品,本司提供有償維修服務。維修僅收取器件材料成本,往返運 費全部由客戶承擔。

6、寄回地址,登入網頁獲取最新的售後地址:https://www.uisrc.com/t-1982.html

9銷售

天貓米聯客旗艦店:https://milianke.tmall.com

京東米聯客旗艦店:https://milianke.jd.com/

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銷售電話:18921033576

 

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10視訊

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